Experimental reproduction of congenital anomalies in the progeny of cows fed apple pomace during pregnancy / Reprodução experimental de anomalias congênitas na progênie de vacas alimentadas com bagaço de maçã durante a gestação

This study aimed to describe and discuss the results of an experiment carried out in two stages with pregnant cows fed 25kg/apple pomace/day. The first stage involved 16 pregnant Holstein Friesian cows divided into four groups: Group 0 - Control (5 cows); Group I - 1 month-gestation (4 cows); Group II - 3 month-gestation (4 cows); Group III - 6 month-gestation (3 cows) and was performed from September to December 2015. The second stage comprised 12 pregnant Holstein Friesian cows divided into three groups: Group 0 - Control (6 cows), Group I - 1 month-gestation (3 cows), and Group II - 3 month-gestation (3 cows) and was conducted from April 2016 to February 2017. All study animals received apple pomace at a dose of 25kg/day. As for the first experiment stage, a cow in Group III bred a calf with complete absence of the coccygeal vertebrae and tail, slight bending of the hind limbs, scoliosis in the thoracic spine, and limited mobility. At 30 days, it presented with diarrhea and underdevelopment, and was euthanized for necropsy. At gross examination, malformations were observed in the thoracic spine, coxofemural joint, and genitourinary tract. Regarding the second experiment stage, a cow in Group I gave birth to a calf with curved pelvic and thoracic limbs with thick joints and flattening hooves. Microscopic examination of the femur showed disorganized, irregular hypertrophic zone and scarce growth zone, in addition to primary spongy zone with short, slightly mineralized trabeculae. Samples of the apple pomace used in this study were frozen and sent for laboratory evaluation of pesticide residues, which showed a positive result for the fungicide carbendazim.(AU)

O presente trabalho tem por finalidade descrever e discutir os resultados do experimento realizado em vacas prenhes que foram alimentadas com 25kg/dia de bagaço de maçã. Experimentos foram conduzidos em duas etapas, a primeira no ano de 2015, de setembro a dezembro onde foram utilizadas 16 vacas prenhes da raça holandês. Estas foram divididas em quatro grupos: Grupo 0, Controle (5 vacas); Grupo I, 1 mês gestação (4 vacas); Grupo II, 3 meses gestação (4 vacas); Grupo III, 6 meses gestação (3 vacas). A segunda etapa foi realizada em abril de 2016 a fevereiro de 2017. Foram utilizadas 12 vacas prenhes da raça holandês, divididas em três grupos: Grupo 0, Controle (6 vacas); Grupo I, 1 mês gestação (3 vacas); Grupo II, 3 meses gestação (3 vacas). Todas as vacas receberam bagaço de maçã na dose de 25kg/dia/vaca. Para o primeiro experimento, uma vaca do Grupo III pariu uma bezerra, com ausência completa das vértebras coccígeas e cauda, encurvamento leve dos membros posteriores, escoliose na coluna torácica e dificuldade de locomoção. Decorridos 30 dias do nascimento, manifestou diarreia e pouco desenvolvimento, sendo eutanasiada para necropsia. Na macroscopia, havia malformações na coluna torácica, articulação coxofemoral e no aparelho urogenital. Em relação ao segundo experimento uma vaca do Grupo I pariu uma bezerra com membros pélvicos e torácicos, curvos e com articulações consideravelmente grossas e "achinelamento" de cascos. Na microscopia do fêmur foi observado na placa epifisária, zona hipertrófica desorganizada, irregular e zona de crescimento escassa. Na zona esponjosa primária observou-se trabéculas curtas e pouco mineralizadas. Amostras do bagaço de maçã utilizado na experimentação foram congeladas e enviadas para avaliação de resíduos agrotóxicos, onde foi encontrado resultado positivo para o fungicida carbendazim.(AU)

Pre-incubation of porcine semen reduces the incidence of polyspermy on embryos derived from low quality oocytes / Pré-incubação dos espermatozoides suínos diminui polispermia e aumenta a produção embrionária em oócitos de baixa qualidade

ABSTRACT: The main cause of low efficiency of in vitro produced porcine embryos is the high polyspermic penetration rates at fertilization, which is aggravated in low quality oocytes. Experiment 1 evaluated the embryo development in high and low quality oocytes. Experiment 2 evaluated the embryo development and quality of low quality oocytes fertilized with sperm pre-incubated during 0h (control), 0.5h, 1h and 1.5h. Experiment 3 investigated fertilization and monospermic rates of the same groups of Experiment 2. Experiment 4 evaluated embryo development, cell density, fertilization and monospermic rates of high quality oocytes using semen pre incubated during the best time observed in the previous experiments. Cleavage and blastocyst rates were analyzed by chi-square test, and remaining data by ANOVA and Tukey test (P≤0.05). The cleavage (74.8 vs 51.7%) and blastocyst (33.7 vs 9.8%) rates were greater in oocytes of high versus low quality, with no differences in cell density. Fertilization rates (65.6 to 79.5%) were not influenced by pre-incubation time. However, semen pre-incubation during 1.5h increased monospermic penetration (53.3%) and cleavage rates (92.5%) in low quality oocytes. Blastocyst rate was improved with 1.5h of semen pre incubation; however they were still lower than that observed with high quality control oocytes. Ultimately, pre-incubation did not influence fertilization, monospermic penetration, embryo development rates, nor cell density in oocytes of high quality. Low-quality porcine oocytes resulted in better rates of embryo development if in vitro fertilized with sperm pre-incubated for 1.5 hour.

RESUMO: A principal causa da baixa eficiência na PIV de embriões suínos é a elevada taxa de polispermia, que é exacerbada em oócitos de baixa qualidade. O experimento 1 avaliou o desenvolvimento embrionário de oócitos de baixa e alta qualidade. O experimento 2 avaliou a qualidade e o desenvolvimento embrionário de oócitos de baixa qualidade fecundados com sêmen pré-incubado por 0h (controle), 0,5h, 1h e 1,5h. O experimento 3 investigou a fecundação e as taxas de monospermia dos mesmos grupos do experimento 2. O experimento 4 avaliou o desenvolvimento embrionário, a densidade celular, a fecundação e as taxas de monospermia de oócitos de alta qualidade, fecundados com sêmen pre-incubado com o melhor tempo observado nos experimentos anteriores. As taxas de clivagem e de blastocistos foram submetidas ao teste de Qui-quadrado e os demais dados submetidos à ANOVA e teste de Tukey (P≤0,05). As taxas de clivagem (74,8 vs 51,7%) e de blastocistos (33,7 vs 9,8%) foram superiores nos oócitos de alta qualidade, comparados aos de baixa qualidade, não havendo diferenças na quantidade de células embrionárias. As taxas de fecundação (65,6 vs 79,5%) não foram influenciadas pelo tempo de pré-incubação. Todavia, a pré-incubação do sêmen por 1,5h aumentou a penetração monospérmica (53,3%) e a taxa de clivagem (92,5%), nos oócitos de baixa qualidade. As taxas de blastocisto aumentaram com sêmen pré-incubado por 1,5h, que foram ainda inferiores às obtidas dos oócitos de alta qualidade do grupo controle. Finalmente, a pré-incubação do sêmen não influencia na fecundação, na penetração monospérmica, no desenvolvimento embrionário, nem na quantidade de células embrionárias com oócitos de alta qualidade. Oócitos suínos de baixa qualidade produzem melhores taxas de desenvolvimento embrionário se fecundados in vitro com sêmen pré-incubado por 1,5 horas.

Vacuum-cooled liquid nitrogen increases the developmental ability of vitrified-warmed bovine oocytes

The objective of this study was to determine the effects of vacuum-cooled liquid nitrogen on the development of vitrified immature (germinal vesicle stage; GV) and mature (metaphase II; MII) bovine oocytes after re-warming. Liquid nitrogen was exposed to either atmospheric pressure or to a vacuum (300mm Hg for 45sec); the latter decreased the temperature of the liquid nitrogen to -200°C. Partially denuded oocytes were vitrified either just after selection (GV) or after 22 hours of in vitro maturation (MII) in TCM 199 medium + 10 percent of estrous mare serum. For vitrification, oocytes were firstly exposed to an intermediate solution (10 percent EG + 10 percent DMSO) for 30sec, followed by the vitrification solution (20 percent EG + 20 percent DMSO + 0.5M sucrose) for 20sec. Groups of three or four oocytes were loaded into an open-pulled-straw and directly plunged into liquid nitrogen. Oocytes were subsequently re-warmed by exposure to air (25°C) for 4sec, followed by 5 min exposure to decreasing concentrations (0.3 and 0.15M) of sucrose. Fertilization (Day 0) was done with 2 x 106 spermatozoa mL-1 (selected by a swim-up procedure) and incubated for 18 to 22 hours. Presumptive zygotes were cultured at 39°C in four-well dishes with SOFaaci medium, under 5 percent CO2 and saturated humidity. Cleavage (Day 2) and blastocyst rates (Day 8) were 33.9 and 4.2 percent, respectively, for GV stage oocytes at atmospheric pressure, 41.2 and 8.8 percent for GV oocytes under vacuum, 43.5 and 6.7 percent for MII oocytes at atmospheric pressure, and 53.6 and 10.6 percent for MII oocytes under vacuum. In conclusion, vacuum-cooled liquid nitrogen improved developmental rates of vitrified-thawed bovine oocytes.

O objetivo deste estudo foi determinar o efeito do nitrogênio liquido super resfriado por vácuo no desenvolvimento, após reaquecimento, de oócitos bovinos vitrificados imaturos ou maturados. O nitrogênio líquido foi mantido em atmosfera normal ou submetido ao vácuo (300mm Hg por 45s) este último reduzindo a temperatura do nitrogênio para -200°C. Oócitos parcialmente desnudos foram vitrificados logo após a seleção (estádio de vesícula germinativa; VG), ou após 22 horas de maturação (metáfase II; MII) em meio TCM 199 + 10 por cento de soro de égua em estro. Para a vitrificação, os oócitos foram inicialmente expostos a uma solução intermediária (10 por cento EG + 10 por cento DMSO) por 30s e a seguir a uma solução de vitrificação (20 por cento EG + 20 por cento DMSO + 0,5M sacarose) por 20s. Grupos de 3 ou 4 oócitos foram envasados em palhetas estiradas e abertas e mergulhados no nitrogênio líquido. Os oócitos foram então reaquecidos por exposição ao ar (25°C) por 4s, seguido de exposição a concentrações decrescentes de sacarose (0,3 e 0,15M - 5 minutos cada). A fecundação (dia 0) foi realizada com 2 x 106 espermatozóides mL-1 (selecionados por "swim-up") e incubação por 18 a 22 horas. Os presumíveis zigotos foram cultivados a 39°C, em placas de quatro poços, com meio SOFaaci, com 5 por cento de CO2 e umidade saturada. As taxas de clivagem (Dia 2) e de blastocistos (Dia 8) obtidas foram de 33,9 e de 4,2 por cento, respectivamente, para oócitos no estágio de VG / pressão normal, de 41,2 e 8,8 por cento para oócitos VG / vácuo, 43,5 e 6,7 por cento para oócitos MII / pressão normal e de de 53,6 e 10,6 por cento para oócitos MII / vácuo. Conclui-se que o emprego de nitrogênio líquido super resfriado pelo vácuo melhora as taxas de desenvolvimento de oócitos bovinos após a vitrificação.